introduction of SOAR(Smalltalk on RISC) in Japanese

1. ちょいComplexな
RISC
SOAR:Smalltalk on RISC
2023年7月22日
たけおか@AXE
@takeoka

2. LSI
LSI開発の民主化だっ
開発の民主化だっ!!!
!!! 国内
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ふくおかIST(公益財団法人 福岡県産業・科学技術振興財団)
福岡システムLSI総合開発センター「システムLSI設計試作セン
ター」
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http://www.ist.or.jp/lsi/pg04_02.html
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そこのサーバ上のEDAツールが、無料で使える
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心ある、オジサンたちが、運用&維持してくださっている。
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この Discodeに入れば、使わせてもらえる
「OpenSourceEDA supporers」
https://discord.com/channels/
753405627564294176/753427262262607901

3. 背景
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貧乏独自LSIはメモリが少ないのだ〜
– 内蔵RAMはSRAMで、結構速い＼(^^)／
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チップの外にSDRAMを付けたいが…
– SDRAMは なかなかな高速回路
– 他人様のIPをつかいたい
→買うと3〜5千万円 という説があり無理(^^;
– FPGAでは、Xilinx, IntelがIPを無料で提供
SRAM
2port化とかできる
速い
SDRAM
I/F
高価(涙)
SDRAM

4. RISCは…
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単純な命令が大量に展開されている
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命令メモリだけでも、たくさん要る
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速いメモリに載せなければ…
!?
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ちょっとのメモリしかない
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命令をたくさんフェッチするから、しんどい
↓
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それって、CISCで解決じゃね??? ＼(^^;／
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1個の命令を読み込むと、内部でいっぱい働ける
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メモリ節約バンザイ〜＼(^^;／
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でも、今日は、変なRISCを見ます〜

5. SOARでも見るか〜
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Smalltalk on RISC
– RISC IIIであろうと言われている
– 内部パイプラインは、RISC IIと同様
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Architecture of SOAR:Smalltalk on a RISC
by David Ungar, Ricki Blae, Peter Fdell, Dain Samples, and David Patterson, 1984年
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元の論文はネット上にあります
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https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/773453.808182
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和訳しました
– 権利がよくわからないので、無制限公開はまだ
– https://www.takeoka.org/~take/hon/soar/SOAR.markdown

6. タグ付いてる
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データにタグを付けた
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命令にもタグを付けた
0:整数
1:ポインタ
ジェネレーション・スキャベンジングGC用の世代
タグ・チェック有効/無効ビット
プロセス・スイッチ禁止/許可

7. メソッドがわかったら、命令書き換え＼(^^;／
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メソッドの各引数の型で、メソッドを探す
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一度、メソッドの位置がわかったら、呼び出し命令を置き換える
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※それはキャッシングであり、ターゲットのメソッドが書き換わったら、またサーチ
するようにする

8. レジスタ・ウインドウあるよ
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UNIX Cのアプリケーションより引数が少ない
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SORA:レジスタ 8個
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RISC I:レジスタ 12個
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Smalltalkは、サブルーチン・コールが多い
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小さなメソッドが大量にあるから
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Smalltalkは、ソースとバイナリが対応してる
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メソッドが動的に書き換えられることがある
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今なら、コンパイル&最適化でサブルーチン減らせる?
SOARの
レジスタ構成

9. 性能比較
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Doradoは、ECLで速い(クロック15MHz)
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Dolphin: Xerox Starのこと Dolphin

10. 命令一覧

11. 以上